本申請涉及半導體處理，特別涉及一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備。

背景技術：

1、半導體晶圓的直徑為4到10英寸，是正型半導體或負型半導體的臨時形式，半導體晶圓是從錠上切片或切割薄盤的結果，它是根據(jù)需要被摻雜為p型或n型的棒狀晶體，之后對它們進行刻劃，以用于切割或切割單個裸片或方形子組件，且在晶圓加工過程中通常使用激光切割的方式來實現(xiàn)晶圓表面的刻劃處理。

2、在現(xiàn)有的半導體晶圓激光切割設備中，為加強晶圓的切割穩(wěn)定性以此降低切割過程中晶圓的損傷，通常借助直驅(qū)式往復移動的結構來進行切割，并采取負壓吸附的方式來減弱剛性夾持對晶圓表面造成的損傷，但是在針對表面帶有凸起的異型半導體晶圓進行切割時，直驅(qū)式的結構在移動過程中會撞擊損毀或避開晶圓表面的凸起，造成晶圓的損毀或者晶圓表面凸起部分切割深度不過關，影響晶圓切割加工的質(zhì)量。

3、為此我們提出一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，通過滾動上坡的結構來調(diào)整激光切割頭在遇上晶圓表面凸起的狀態(tài)，進而在保證切割順利進行的同時，能夠避免對晶圓表面的凸起造成損毀。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請目的在于對現(xiàn)有的半導體晶圓激光切割設備進行改進，相比現(xiàn)有技術提供一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，包括x軸切割箱以及安裝于x軸切割箱一側(cè)的y軸切割箱，x軸切割箱和y軸切割箱的內(nèi)部均安裝有滾坡切割單元，滾坡切割單元包括有切割支架，切割支架的底部等距安裝有活動槽條，且活動槽條的底部為敞口設計，活動槽條兩側(cè)內(nèi)壁的底部均安裝有攔截板，活動槽條的內(nèi)部滑動安裝有掛板，且掛板的底部與攔截板的頂部表面接觸，掛板的底部安裝有前后布置的連接架和激光切割頭，連接架的底部連接有移動滾輪，x軸切割箱內(nèi)部的切割支架與y軸切割箱內(nèi)部的切割支架垂直布置，在半導體晶圓進行激光切割操作時，遭遇半導體晶圓表面存在弧形凸起時，移動滾輪先于激光切割頭接觸到弧形凸起部分，在直驅(qū)推動的作用下，移動滾輪沿著弧形凸起的表面爬升，進而帶動通過掛板連接的激光切割頭在活動槽條的內(nèi)部發(fā)生傾斜，使得激光切割頭的激光切割面與弧形凸起的表面保持相對平行狀態(tài)，以此保證本激光切割設備在對半導體晶圓表面進行切割的過程中，能夠靈活應對凸起狀態(tài)，利用移動滾輪的爬坡設計帶動激光切割頭實現(xiàn)持續(xù)的一致性切割操作的同時，還不會因為直行操作對表面的凸起造成撞擊損毀，對半導體晶圓具有防損傷保護作用。

2、進一步的，移動滾輪與連接架的高度值之和大于激光切割頭的高度值，掛板的截面為t字型。

3、進一步的，x軸切割箱和y軸切割箱的底部均安裝有直驅(qū)夾持單元，x軸切割箱的底壁貫穿設有一號移動槽，y軸切割箱的底壁貫穿設有二號移動槽，且二號移動槽與一號移動槽垂直布置。

4、進一步的，直驅(qū)夾持單元包括有直驅(qū)氣缸，直驅(qū)氣缸的輸出端連接有伸縮桿，伸縮桿的表面套接有套板，套板的頂部設有對稱布置的電磁槽，電磁槽的底壁安裝有電磁塊，電磁槽的內(nèi)部滑動安裝有與電磁塊相互排斥的夾持塊，且夾持塊的表面包覆有橡膠套。

5、進一步的，套板的頂端位于一號移動槽以及二號移動槽的下方，且套板的頂端與一號移動槽以及二號移動槽底部之間的距離值大于夾持塊的高度值。

6、可選的，激光切割頭的頂部安裝有拉伸彈簧，且拉伸彈簧的底部與攔截板的頂部連接。

7、可選的，拉伸彈簧的初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)，且拉伸彈簧的初始彈力為激光切割頭自重的五分之一至三分之一。

8、可選的，拉伸彈簧的表面涂覆有磁吸涂層，攔截板的內(nèi)部安裝有與拉伸彈簧一一對應的電磁器，且電磁器與磁吸涂層之間具有磁吸作用。

9、進一步的，x軸切割箱和y軸切割箱的底部為貫穿設計，且一號移動槽的端部貫穿至y軸切割箱的表面位于二號移動槽的一側(cè)。

10、進一步的，x軸切割箱的一側(cè)表面設有進料口，且進料口關于一號移動槽軸對稱，y軸切割箱的一側(cè)表面設有出料口，且出料口關于二號移動槽軸對稱。

11、相比于現(xiàn)有技術，本申請的優(yōu)點在于：

12、（1）在遭遇半導體晶圓表面存在弧形凸起時，移動滾輪在直驅(qū)推動的作用下沿著弧形凸起的表面爬升，進而帶動激光切割頭在活動槽條的內(nèi)部發(fā)生傾斜，使得激光切割頭的激光切割面與弧形凸起的表面保持相對平行狀態(tài)，實現(xiàn)激光切割過程中持續(xù)的一致性切割操作的同時，還不會因為直行操作對表面的凸起造成撞擊損毀，對半導體晶圓具有防損傷保護作用。

13、（2）移動滾輪的底端位于激光切割頭底端的下方，因此在移動滾輪沿著弧形凸起的表面爬坡或者下坡時，激光切割頭均與弧形凸起的表面保持相對平行狀態(tài)的同時保留有一定間隙，保證激光切割頭在跟隨移動滾輪順利經(jīng)過弧形凸起表面。

14、（3）初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)的拉伸彈簧具有一定的拉伸抗力，使得移動滾輪在進行初始階段的爬坡操作時，激光切割頭不會立即發(fā)生傾斜，保留激光切割頭的水平切割，在移動滾輪爬升一段時間后，移動滾輪傾斜幅度增加進而能夠克服拉伸彈簧的拉伸抗力，此時拉伸彈簧處于拉伸狀態(tài)，使得激光切割槍得以跟隨移動滾輪發(fā)生相應的傾斜處理。

15、（4）通過調(diào)整電磁器的功率，能夠調(diào)整電磁器與磁吸涂層之間的吸引作用，進而調(diào)整拉伸彈簧的壓縮程度，以便根據(jù)弧形凸起的坡面程度等數(shù)據(jù)，選擇性調(diào)整拉伸彈簧對激光切割頭所起到的滯后作用。

技術特征：

1.一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，包括x軸切割箱（1）以及安裝于x軸切割箱（1）一側(cè)的y軸切割箱（2），其特征在于，所述x軸切割箱（1）和y軸切割箱（2）的內(nèi)部均安裝有滾坡切割單元，所述滾坡切割單元包括有切割支架（3），所述切割支架（3）的底部等距安裝有活動槽條（31），且活動槽條（31）的底部為敞口設計，所述活動槽條（31）兩側(cè)內(nèi)壁的底部均安裝有攔截板（35），所述活動槽條（31）的內(nèi)部滑動安裝有掛板（32），且掛板（32）的底部與攔截板（35）的頂部表面接觸，所述掛板（32）的底部安裝有前后布置的連接架和激光切割頭（34），所述連接架的底部連接有移動滾輪（33），所述x軸切割箱（1）內(nèi)部的切割支架（3）與y軸切割箱（2）內(nèi)部的切割支架（3）垂直布置。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述移動滾輪（33）與連接架的高度值之和大于激光切割頭（34）的高度值，所述掛板（32）的截面為t字型。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述x軸切割箱（1）和y軸切割箱（2）的底部均安裝有直驅(qū)夾持單元（4），所述x軸切割箱（1）的底壁貫穿設有一號移動槽（11），所述y軸切割箱（2）的底壁貫穿設有二號移動槽（21），且二號移動槽（21）與一號移動槽（11）垂直布置。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述直驅(qū)夾持單元（4）包括有直驅(qū)氣缸（41），所述直驅(qū)氣缸（41）的輸出端連接有伸縮桿（42），所述伸縮桿（42）的表面套接有套板（43），所述套板（43）的頂部設有對稱布置的電磁槽（45），所述電磁槽（45）的底壁安裝有電磁塊，所述電磁槽（45）的內(nèi)部滑動安裝有與電磁塊相互排斥的夾持塊（44），且夾持塊（44）的表面包覆有橡膠套。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述套板（43）的頂端位于一號移動槽（11）以及二號移動槽（21）的下方，且套板（43）的頂端與一號移動槽（11）以及二號移動槽（21）底部之間的距離值大于夾持塊（44）的高度值。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述激光切割頭（34）的頂部安裝有拉伸彈簧（351），且拉伸彈簧（351）的底部與攔截板（35）的頂部連接。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述拉伸彈簧（351）的初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)，且拉伸彈簧（351）的初始彈力為激光切割頭（34）自重的五分之一至三分之一。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述拉伸彈簧（351）的表面涂覆有磁吸涂層，所述攔截板（35）的內(nèi)部安裝有與拉伸彈簧（351）一一對應的電磁器（352），且電磁器（352）與磁吸涂層之間具有磁吸作用。

9.根據(jù)權利要求3所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述x軸切割箱（1）和y軸切割箱（2）的底部為貫穿設計，且一號移動槽（11）的端部貫穿至y軸切割箱（2）的表面位于二號移動槽（21）的一側(cè)。

10.根據(jù)權利要求3所述的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，其特征在于，所述x軸切割箱（1）的一側(cè)表面設有進料口，且進料口關于一號移動槽（11）軸對稱，所述y軸切割箱（2）的一側(cè)表面設有出料口，且出料口關于二號移動槽（21）軸對稱。

技術總結
本發(fā)明提供了應用于半導體處理技術領域的一種帶有防損傷保護的異型半導體晶圓激光切割設備，通過安裝有切割支架、活動槽條、掛板、移動滾輪、激光切割頭和攔截板構成滾動上坡設計，在半導體晶圓進行激光切割操作時，遭遇半導體晶圓表面存在弧形凸起時，移動滾輪先于激光切割頭接觸到弧形凸起部分，在直驅(qū)推動的作用下，移動滾輪沿著弧形凸起的表面爬升，進而帶動通過掛板連接的激光切割頭在活動槽條的內(nèi)部發(fā)生傾斜，使得激光切割頭的激光切割面與弧形凸起的表面保持相對平行狀態(tài)，實現(xiàn)激光切割過程中持續(xù)的一致性切割操作的同時，還不會因為直行操作對表面的凸起造成撞擊損毀，對半導體晶圓具有防損傷保護作用。

技術研發(fā)人員：金正俊,徐愛云
受保護的技術使用者：泗洪中芯半導體有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10